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一、引言：
泰兴减速机2019年6月21日讯 当今，立磨已成为水泥企业主要粉磨设备，多用于生料和煤粉粉磨，其运行的好坏直接影响企业效益，其重要程度不言而喻。但近些年来，立磨减速机事故频发，特别是其行星机构中的行星轮断齿、开裂事故经常发生，直接影响生产和企业效益。现就减速机行星轮开裂的原因进行分析，望能对制造厂家和使用单位起到借鉴作用。
二、立磨减速机的运行情况及基本参数
泰兴减速机装机容量2500kW，速比33.01，输入转速990rpm，该机2013年10月投运，运行起初，除因原料易磨性及操作熟练程度影响振动较大外，其它时间一直运行良好，振动速度一直在3.5mm/s以下，运行功率一直在2000KW以内，即使在振动跳停的情况下，也未出现过超载现象。
2017年8月15日，在立磨的一角发现有激震现象，两天后又消失，由于当时振动参数均为超限，也没有引起重视；8月27日，中控人员发现减速机进轴处水平振动由平时的2.1mm/s增大到3mm/s，遂将辊压由7.5MPa降到5.5MPa减产运行，没有料到 7小时后，总降跳闸，全厂停电；经检查发现生料磨减速机已经卡死，分析认为减速机故障致使电机堵转所致。
三、减速机的损坏情况
3.1损坏情况介绍：
将泰兴减速机拉出，从上往下打开，发现四个行星轮的两个已经粉碎性开裂；一个裂成两半，一个出现裂纹，内齿圈断齿数个，太阳轮断齿3个；行星轮轴承均已散架损坏，个别滚动体也裂为两半。如下照片。
从照片上可以看出，太阳轮、内齿圈、轴承损坏的断口，均为新口，表面粗糙，漏出金属光泽。行星轮的断口，部分光滑发暗，居齿轮内侧，但没有明显的贝壳纹；部分粗糙，居齿轮外侧，有金属光泽。行星轮内孔与轴承外套接触部分有明显的相对滑动造成的拉伤痕迹，沟深0.2mm左右，颜色发蓝清晰。
3.2减速机损坏原因的表观分析：
从行星轮的断口形式分析，发暗说明曾经遇到过高温，且伴随有润滑油中极压剂的沉积；断口发蓝说明在断裂过程中有大量的热量生成，造成金属变色；光滑且没有明显的贝壳纹，符合脆性材料疲劳断裂特征；行星轮的新鲜断口，应为裂纹发展到一定程度，剩余部分超过强度极限而造成的突然断裂。
从泰兴减速机的其它部件即内齿圈、太阳轮的损坏断口看，全为新口，应为突然过载，造成的突然断裂，可以理解为行星轮断裂碎片挤压所致，从图片中看到断齿周边挤压的金属碎片，也就证明了这一点。轴承的散架与变色，说明轴承曾经发过热，也说明轴承也有运转不灵活的经历，轴承内外套及个别滚动体开裂及表现出的新鲜断口，分析认为是齿轮断裂后挤压所致。
四、行星轮的受力分析及应力计算：
4.1减速机零部件的基本参数：
装配功率2500kW；高速轴转速990rpm；减速机速比：33.0333
一级螺旋伞小齿轮齿数Ｚ1.1＝22
一级大伞齿轮齿数Ｚ1.2＝46
二级小齿轮齿数Ｚ2.1＝22
二级大齿轮齿数Ｚ2.2＝69
三级太阳轮齿数Ｚ3.1＝27；ｍ＝14 分度圆直径：ｄ5＝378ｍｍ＝0.378ｍ
行星轮（4件）Ｚ3.2＝41 ｍ＝14 分度圆直径：ｄ6＝574ｍｍ＝0.574ｍ
内齿圈Ｚ3.3＝109 ｍ＝14 分度圆直径：ｄ7＝1526ｍｍ＝1.256ｍ
ｉ1＝46/22＝2.091； ｉ2＝69/22＝3.1364；
ｉ3＝109/27+1＝5.0370；
行星轮太阳轮中心距：476mm
4.2、行星轮的受力分析：
首先，在太阳轮的推动下运转，受到周向力和径向力的作用，其二与内齿圈啮合，内齿圈的周向和径向反力作用其上，其三是行轮轴作用其上的索引力。
（1）行星轮的周向力：
太阳轮扭矩＝9550×2500/990×ｉ1×ｉ2
=158158.91(N.m)
F周=0.25*158158.91/（0.5*0.378）
=209104.91(N)
=21239.08(Kg)
测的行星轮齿宽330mm，壁厚50mm。
则行星轮壁上应力为：21239.08/5/33=128.72(kg/cm2)
（2）行星轮轴牵引力：
行星转架的扭矩：9550*2500/990*33.01=796074.49(N.m)=80819.75(Kg.m)
行星轮与太阳轮的中心距：（27+41）*14/2=476(mm)
每个行星轮轴的牵引力：80819.75*0.25/0.476=42447.35(kg)
行星轮壁的应力：42447.35/5/33=257.26(kg/cm2) )
（3）行星轮内壁与轴承温差60℃时对行星轮内壁的热涨应力：
2.1*1000000*0.000012*60=1512(kg/cm2)
行星轮内壁与轴承温差40℃时对行星轮内壁的热应力：2.1*1000000*0.000012*40=1008(kg/cm2)
式中:2.1*1000000为钢的弹性模量
0.0000012为钢的热胀系数
看起来轴承与行星轮内壁温差较大时，行星轮内壁会因轴承的热涨产生很大的拉应力。
综合：轴承与行星轮温差40℃时，行星轮内壁应力等于128.72+385.95+1008=1393.95 (kg/cm2)。
轴承与行星轮温差在60℃时，行星轮内壁应力等于128.72+385.95+1512=1897.95 （kg/cm2)。
五、行星轮开裂的原因分析：
1、在撇开其它因素的情况下，行星轮壁的正常应力很小，不足以造成行星轮壁的开裂。
2、在撇开其它因素的情况下，轴承与行星轮壁的温差较大时，能够产生很大的拉应力
因为齿轮的需用应力一般选取1500 kg/cm2，所以当齿轮与轴承的温差大于40℃时，其产生的热涨力将会把齿轮撑裂。
3、在材料及制造方面或许会存在微裂纹，会在脉冲负荷的作用下，使裂纹扩张。
4、当轮壁温度较大时，快速冷却也会使轮壁内侧因急剧收缩产生表面裂纹。
六、结束语：
通过行星轮的断口观察及应力分析，认为行星轮壁厚较薄，当轴承不正常发热时，行星轮与轴承之间温差较大，其产生的温度应力很大，在齿轮的脉冲负荷冲击下，金属极易发生应力松弛、疲劳，致使行星轮开裂。建议设计、制造单位加厚行星轮壁厚，为防止不正常时的温差应力的破坏创造条件。